[发明专利]骨架变换模板数据库的建立方法、分子生成方法及装置

说明书

本申请涉及一种骨架变换模板数据库的建立方法、分子生成方法及装置。该建立方法包括获取样本先导化合物的骨架变换分子；根据样本先导化合物及骨架变换分子，获取由任意两个不同分子组成的反应组合，其中，所述反应组合包括反应物和产物；分别获取各个所述反应组合对应的化学反应模板，其中，所述化学反应模板包括反应物结构片段和对应的产物结构片段；利用各所述化学反应模板，建立骨架变换模板数据库。本申请提供的方案，可以根据骨架变换模板数据库获得更有潜在成药性和更易合成的新分子。

技术领域

本申请涉及骨架变换技术领域，尤其涉及一种骨架变换模板数据库的建立方法、分子生成方法及装置。

背景技术

骨架变换是指通过计算机辅助搜索到具有不同骨架的活性化合物的方法，是药物化学研究的热门话题。例如，目前的骨架变换方法有基于药效团搜索的骨架变换，基于分子形状搜索的骨架变换，基于化学指纹相似度搜索的骨架变换，基于蛋白结构的分子相似度搜索的骨架变换，以及基于机器学习算法的骨架变换等。利用骨架变换，可以发现新的具有理想活性的分子，有助于将一个复杂的天然产物结构改成一个比较容易合成的片段，或者提高药理性质等。

虽然通过骨架变换可以生成大量结构新颖的分子，然而，新的分子的结构合成难度较高，成药性差，导致投入很多的计算资源，但最终符合先导化合物优化要求的分子的数量少。

发明内容

为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种骨架变换模板数据库的建立方法、分子生成方法及装置，能够有助于获得更易合成及具有潜在成药性的新分子。

本申请第一方面提供一种骨架变换模板数据库建立方法，其包括：

获取样本先导化合物的骨架变换分子；根据样本先导化合物及骨架变换分子，获取由任意两个不同分子组成的反应组合，其中，所述反应组合包括反应物和产物；分别获取各个所述反应组合对应的化学反应模板，其中，所述化学反应模板包括反应物结构片段和对应的产物结构片段；利用各所述化学反应模板，建立骨架变换模板数据库。

在骨架变换模板数据库建立方法中，所述根据样本先导化合物及骨架变换分子，获取由任意两个不同分子组成的反应组合，包括：

分别将同一样本先导化合物和对应的各骨架变换分子采用SMILES字符串进行表示，生成对应的字符串数据集；分别将同一字符串数据集中的每两个分子按照预设格式进行关联，形成对应的反应组合，并获得反应组合数据集。

在骨架变换模板数据库建立方法中，所述分别获取各个所述反应组合对应的化学反应模板，包括：

在对应的所述反应组合中，分别将反应物的原子与产物的原子进行映射和编号，获得反应物和产物的映射编号数据集；根据所述映射编号数据集，确定所述反应物中化学环境发生变化的原子；以所述反应物中的化学环境发生变化的原子为反应中心，将所述反应中心以及距离所述反应中心在预设半径的结构作为反应物结构片段，并获得在产物中对应的产物结构片段；根据所述反应物结构片段和所述产物结构片段，生成对应的化学反应模板。

在骨架变换模板数据库建立方法中，所述将所述反应中心以及距离所述反应中心在预设半径内的结构作为反应物结构片段，包括：若所述反应中心和/或距离所述反应中心在预设半径内的结构中包含位于第一目标基团的原子，则将所述反应中心、距离所述反应中心在预设半径内的结构以及所述第一目标基团作为反应物结构片段。

在骨架变换模板数据库建立方法中，所述根据所述反应物结构片段和所述产物结构片段，生成对应的化学反应模板，包括：

将所述反应物结构片段中的所述第一目标基团替换为第一预设基团，得到新的反应物结构片段；利用所述新的反应物结构片段和所述产物结构片段，生成对应的化学反应模板。

在骨架变换模板数据库建立方法中，所述方法还包括：若所述产物结构片段中包含第二目标基团，将所述第二目标基团替换为第二预设基团，得到新的产物结构片段；